JPH0643988B2 - 超音波探傷試験方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、長大橋の補剛桁を構成する弦材のかど継手
グループ溶接部，かど継手すみ肉溶接部，内面すみ肉溶
接部等の超音波探傷試験を行なう超音波探傷試験方法に
関する。

〔従来の技術〕

一般に、長大橋の補剛桁を構成する弦材は、たとえば第
１２図，第１３図に示すように、水平な下フランジ(1)
と、下フランジ(1)の両端部に立設された２枚のウエブ
(2)と、両ウエブ(2)の上端部に設けられたフランジ(3)
とからなり、下フランジ(1)と両ウエブ(2)とによるかど
継手(4)，およびフランジ(3)と両ウエブ(2)とによるか
ど継手(5)にそれぞれ部分溶込み溶接が施工され、通常
かど継手(4)に対しては開先を形成しないすみ肉溶接が
行なわれ、かど継手(5)に対しては開先(6)を形成するグ
ループ溶接が行なわれ、いずれの溶接の場合も、欠陥の
発生を未然に防止できる溶接法を確立して溶接施工する
ことが必要であるが、欠陥の発生を完全に防止すること
は不可能であるため、溶接部の健全性を十分保証するに
足る探傷試験法を確立し、このような試験法により、所
定の規制値を満足するような結果が得られれば、逆に健
全性を十分に保証し得る溶接を施工できることになる。

そして、長大橋が鉄道橋あるいは道路鉄道併用橋である
場合、疲労強度を十分考慮した設計がなされるため、前
記したような補剛桁の弦材の溶接部に対する探傷試験法
としても、単なる欠陥の有無の検出に留らず、溶接部に
おける欠陥位置および欠陥寸法を定量的に，しかも高精
度に検出できることが要求され、前記した第１２図，第
１３図に示す弦材の場合、その溶接部の形状の問題か
ら，従来超音波探傷試験が適用されており、弦材の溶接
部に発生し得るスラグ巻込み，開先面の融合不良，割
れ，ブローホール，たれ込み，溶込み量不足などの欠陥
のうち、とくに弦材の疲労強度に大きな影響を及ぼす欠
陥あるルート部に発生するブローホール，溶込み量不足
および溶込み線の急変を検出することが可能な超音波探
傷試験方法が種々試みられている。

ところで、第１２図，第１３図に示す弦材の溶接部に対
する従来の超音波探傷試験方法の１例について説明する
と、欠陥検出用の２個の集束型斜角探触子および溶込み
線検出用の集束型垂直探触子を走査台に取り付けて一体
に配設し、各継手(4)，(5)の溶接部それぞれに対し、第
１３図(a)，(b)中の矢印に示す方向から超音波を入射す
るとともに、各溶接部の溶接線方向，すなわちフランジ
(1)，(3)，ウエブ(2)の長さ方向および該長さ方向に直
交する方向それぞれに前記走査台を所定範囲内において
走査させ、各探触子により前記走査による各測定点にお
ける超音波エコーを検出し、前記溶接部の探傷試験を行
なつている。

このとき、前記各溶接部の溶接線方向をＸ軸とし、前記
溶接線方向に直交する方向をＹ軸とすると、前記走査台
の走査として、Ｙ軸方向に振動しながらＸ軸方向に進む
所謂縦方形走査が行なわれ、所定のＸ軸原点からＸ軸方
向に前記走査台が２ステツプずつ移動する間に，所定の
Ｙ軸原点からＹ軸方向に前記走査台が往復移動し、前記
走査台がＹ軸方向に往，復する間それぞれに前記探触子
より複数回超音波が放射されるとともにエコーが検出さ
れ、これらの動作の繰り返しにより複数の測定点におけ
る超音波エコーの測定データが取り込まれる。

そして、前記垂直探触子による各Ｘ軸位置ごとのＹ軸方
向への移動距離（以下Ｙ距離という）に対するエコー高
さの変化曲線が導出，作成され、たとえば第１３図(b)
に示す継手(5)の溶接部の場合、ウエブ(2)の上端面とフ
ランジ(3)の表面とが同一面内にあると仮定し、第１３
図(b)がＸ軸に直交する任意の断面を示すものとする
と、ウエブ(2)の上端面をＹ軸原点，すなわちＹ距離ｙ
＝０としたときに、Ｙ距離ｙがある値ｙ′よりも大きい
間はエコー高さはほぼ一定の値となり、Ｙ距離ｙがｙ′
より小さくなるとエコー高さが急激に低下するような曲
線が得られる。

これは、Ｙ軸原点から離れた溶融金属のない部分に前記
垂直探触子からの超音波が放射されると、ウエブ(2)の
底面におけるエコーが前記探触子により検出されるた
め、エコー高さはほぼ一定になるが、前記垂直探触子か
らの超音波がＹ軸原点に近づいて溶接金属の存在する部
分を横切ると、超音波が溶融金属を透過するため、前記
したようなウエブ(2)の底面エコーがなくなり、エコー
高さが急激に低下するものである。

ところで、前記したようなエコー高さの低下は前記探触
子からの超音波が横切る溶融金属の厚みの増加に伴つて
いつそう激しくなるため、前記溶接部の溶込み量，すな
わち前記Ｙ距離ｙのどの深さまでウエブ(2)，フランジ
(3)等の母材が溶け込んでいるかを測定する場合、前記
したように作成されたエコー高さの変化曲線において、
エコー高さが底面エコーによる一定値から所定量低下し
たときのＹ距離ｙを読み取り、そのときのＹ距離ｙを溶
込み量と定め、これらを各Ｘ軸位置ごとに求め、たとえ
ば第１４図(a)に示すように、前記垂直探触子のＸ軸原
点からのＸ軸方向への移動距離（以下Ｘ距離という）に
対する溶込み量を順次にプロツトして前記溶接部の溶込
み線が検出される。

なお、前記したＸ距離に対する溶込み量の変化表示を溶
込み量のＣスコープ表示と称し、前記垂直探触子による
各測定点における測定データがデータ処理部により一括
して取り込まれて処理され、チヤート紙上等に自動的に
表示されるようになつている。

つぎに、各測定点ごとに前記両斜角探触子から交互に超
音波が所定の屈折角で放射され、一方の前記探触子から
の超音波の欠陥エコーを他方で受けるようにし、たとえ
ば第１４図(b)，(c)にそれぞれ示すように、前記両斜角
探触子それぞれによるＸ距離に対する欠陥エコー高さお
よび欠陥エコー高さが所定値以上となるときのＹ距離を
合わせて順次にプロツトし、前記溶接部における欠陥位
置および分布が検出される。

なお、前記したＸ距離に対する欠陥エコー高さの表示を
欠陥のＡスコープ表示と称し、Ｘ距離に対する所定値以
上の欠陥エコー高さが現われる点のＹ距離表示を欠陥の
Ｃスコープ表示と称し、前記両斜角探触子による各測定
点における測定データが前記したデータ処理部により一
括して取り込まれて処理され、チヤート紙上等に自動的
に表示されるようになつている。

そして、第１４図(a)に示す溶込み量のＣスコープ表示
から、各点のＹ距離を読み取ることにより、前記したよ
うに溶接部の各Ｘ位置における溶込み量を測定すること
ができると同時に、溶込み量が急激に変動する個所があ
るか否かにより溶込み線の急変を検出することができ、
たとえば同図(a)中の領域Ｔにおいて溶込み量が急激に
変動していることから、溶込み線の急変を検出すること
ができる。

このとき、前記溶込み量のＣスコープ表示から前記溶接
部ののど厚が設定値より不足しているか否かの判定を行
ない、のど厚の不足の検出を行なうことができるのは勿
論である。

つぎに、第１４図(b)または(c)に示す欠陥のＡ，Ｃスコ
ープ表示から、前記したように溶接部の欠陥とくにルー
ト部におけるブローホールの位置および分布を検出する
ことができると同時に、ブローホールの寸法を測定する
ことができ、たとえば同図(b)中の複数点のプロツト領
域Ｐが欠陥の存在を示し、領域ＰのＸ軸方向への始端，
中心，終端の各Ｘ距離およびＹ軸方向への始端，中心，
終端の各Ｙ距離を読み取ることにより欠陥の位置が検出
され、読み取つた各Ｙ距離が，前記したような溶込み量
のＣスコープ表示から測定される溶込み量を示すＹ距離
以内であれば、前記領域Ｐがルート部に発生したブロー
ホールであることがわかり、前記領域ＰのＸ軸，Ｙ軸方
向の幅をそれぞれ読み取ることにより、ブローホールの
Ｘ軸寸法ＬおよびＹ軸寸法Ｈが測定される。

さらに、前記した欠陥のＡ，Ｃスコープ表示から読み取
られた複数個のブローホールの中心の各Ｘ距離が所定値
以上離れているか否かにより、これらのブローホールが
単独ブローホール，連続ブローホール，密集ブローホー
ルのいずれかに相当するかを区別することができる。

なお、前記した溶込み量の測定の際に、たとえばウエブ
(2)とフランジ(3)との間の溶接部以外において圧着部分
があると、前記垂直探触子からの超音波は圧着部分を通
過してしまうため、圧着部分により、同じＸ位置におい
て前記した底面エコーの高さが一定値から所定量低下す
る点が少なくとも３個存在することになり、これらの点
も含めて前記した溶込み量のＣスコープ表示を行なうこ
とにより、前記したような溶込み量の測定，溶込み線の
検出と同時に、圧着部分の存在を容易に検出することが
できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、欠陥のＡスコープ表示，Ｃスコープ表示によ
り、ブローホールの分布，位置および寸法をそれぞれ容
易に検出，測定することができるのは前記したとおりで
あるが、前記した欠陥のＡ，Ｃスコープ表示の場合、と
くにＣスコープ表示にもとづいて認識された欠陥がルー
ト部に発生したものであるか否かを判定するため、前記
したＸ軸，Ｙ軸の双方に直交するＺ軸を想定したとき
に、実際に欠陥の存在する位置が溶接部のルート部より
も前記Ｚ軸方向にずれていても、当該欠陥はルート部に
発生していると判定されることになり、たとえば前記し
た開先(6)のフランジ(3)側の内面に発生した融合不良で
あるにも拘らず，ブローホールと判定されることがあ
り、同様に溶接部の一般部に発生した欠陥，ウエブ(2)
とフランジ(3)などの両母材の接合面の未溶着部に発生
したたれ込み，底面きずであるにも拘らず、これらの欠
陥がブローホールと判定されることがあり、ブローホー
ルと融合不良，一般部欠陥，たれ込み，底面きずなどの
識別が明確に行なわれない可能性が高いという問題があ
る。

さらに、前記したように、ブローホールと融合不良等と
の識別を明確に行なえないため、長大橋構築後における
部材の変形等の調査の際に、変形等の要因がブローホー
ルであるのかそれ以外の融合不良等であるのかを特定す
ることができず、前記した従来の超音波探傷試験方法の
実橋への適用時に、前記した不都合の生じる虞れがあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、前記の点に留意してなされ、溶接部に発生
した欠陥の位置，寸法ならびに種類を検出し得るように
したものであり、かど継手グルーブ溶接部，かど継手す
み肉溶接部および内面すみ肉溶接部等の溶接線方向，該
溶接線方向に直交する方向それぞれの各測定点に、一体
に配設された欠陥検出用の集束型斜角探触子および溶込
み量検出用の集束型垂直探触子を走査して前記溶接部の
超音波探傷試験を行ない、前記各探触子による前記各測
定点における超音波エコーの測定データにもとづき，欠
陥位置および欠陥寸法を検出する超音波探傷試験方法に
おいて、記録手段により、前記各測定点における測定デ
ータを測定と同時に記録するとともに、記憶手段によ
り、前記各測定点における測定データおよび探傷条件デ
ータを記憶保持し、データ処理手段により、前記記憶手
段に記憶された前記各測定点における測定データを処理
して溶込み量のＣスコープ表示および欠陥のＡスコープ
表示およびＣスコープ表示と，欠陥のＢスコープ表示お
よびＣスコープ表示と，欠陥寸法の測定および表示とを
行なうことを特徴とする超音波探傷試験方法である。

〔作 用〕

したがつて、この発明では、記録手段により各測定点に
おけるアナログデータである測定データが測定と同時に
チヤート紙上に記録，表示され、当該記録データにもと
づき、溶接部の欠陥の有無がリアルタイムで検知され、
必要に応じて特定の測定点における再測定あるいは詳細
測定がその場でなされるとともに、記憶手段により記憶
保持された各測定点における測定データがデータ処理手
段により処理され、溶込み量のＣスコープ表示および欠
陥のＡスコープ表示およびＣスコープ表示と，欠陥のＢ
スコープ表示およびＣスコープ表示と，欠陥寸法の測定
および表示とが行なわれ、欠陥の位置の検出とともに、
欠陥のＢスコープ表示にもとづく欠陥の種類の検出が可
能となり、ブローホールと融合不良，一般部欠陥，たれ
込み，底面きずとの識別が行なわれる。

〔実施例〕

つぎに、この発明を、その１実施例を示した第１図ない
し第１１図とともに詳細に説明する。

まず、第１図は超音波探傷試験装置を示し、(7a)，(7b)
は形式5Z15A45SFの欠陥検出用の点集束型第１，第２斜
角探触子（以下第１，第２探触子という）であり、各測
定点において交互に超音波を放射し、一方からの超音波
のエコーを他方で受けるよになつている。(8)は形式10T
10NSFの溶込み量検出用の点集束垂直探触子（以下Ｎ探
触子という）であり、ウエブ(2)等の母材上に載置され
たＸ方向のレール(9)上を走行する走査台(10)に３点支
持構造の保持部を介して各探触子(7a)，(7b)，(8)が取
り付けられて一体に配設され、従来の場合と同様に縦方
形走査されて該走査による各測定点の超音波エコーを測
定する。なお、第２図中の矢印に示すように走査台(10)
は、走行部(11)に収納されたＸ方向，Ｙ方向移動用パル
スモータにより、Ｘ方向に0.2〜３mmの範囲の所定のピ
ツチでステツプ移動するとともに，Ｙ方向に0.2〜３mm
の範囲の所定ピツチでステツプ移動する。

また、探触子(7a)，(7b)，(8)と部材との間にはグリセ
リンなどの接触媒質が介在されている。

(12a)〜(12c)は各探触子(7a)，(7b)，(8)からの超音波
エコーの測定データが入力されて該各データの相対エコ
ー高さに応じたエコー信号を出力する第１〜第３探傷
器、(13)は制御手段であり、走行部(11)のパルスモータ
に走査制御信号を出力するとともに各探傷器(12a)〜(12
c)からの信号が一括入力される走査制御・エコー信号入
出力部（以下制御部という）(13a)と、探傷条件データ
とともに各探傷器(12a)〜(12c)からの各エコー信号をＡ
／Ｄ変換して記憶するフロツピデイスクからなる記憶部
(13b)とにより構成されている。

(14)は制御部(13a)からのエコー信号が入力され各探触
子(7a)，(7b)，(8)による各測定点におけるアナログデ
ータである測定データをチヤート紙上にリアルタイム記
録する記録手段、(15)はパーソナルコンピユータからな
るデータ処理手段であり、記憶部(13b)の記憶データを
読み出して画像処理し、処理手段(15)に接続されたプリ
ンタおよびCRTにより溶込み量のＣスコープ表示および
欠陥のＡスコープ表示およびＣスコープ表示と，欠陥の
Ｂスコープ表示およびＣスコープ表示と，欠陥寸法の測
定および印字表示を行なう。

なお、(16)は部材の端面を検出するギヤツプセンサであ
り、探傷時に部材の歪みによるＹ軸原点の変位を補正す
るために用いられる。

また、第１図中の(B)，(B)′はかど継手を形成する母材
であり、溶接部(G)にグループ溶接あるいはすみ肉溶接
が施こされている。

そして、たとえば第３図(a)に示すような両試験母材
(B)，(B)′のかど継手グループ溶接部(G)の探傷の結
果、制御部(13a)により、Ｎ探触子(8)による測定データ
にもとづき、任意のＸ位置におけるＹ距離に対する母材
(B)の底面エコー高さの変化が同図(b)に示す曲線状にな
つた場合に、底面エコー高さが一定値である10dBから12
dB低下するときのＹ距離を読み取つて溶込み量とし、こ
れを各Ｘ位置ごとに繰り返し、溶接部(G)の溶込み量を
測定するとともに、記録手段(14)により、制御部(13a)
から出力される第１，第２探傷器(12a)，(12b)からのエ
コー信号，すなわち第４図(a)，(b)にそれぞれ示すよう
に、第１，第２探触子(7a)，(7b)のそれぞれ位置である
Ｘ距離に対する欠陥エコーのエコー高さの波形分布図が
リアルタイムに記録されるとともに，同図(c)に示すよ
うに、Ｘ距離に対する溶込み量の測定値がリアルタイム
で順次プロツトされ、さらに同図(d)に示すように、Ｘ
軸方向への移動量のドツト表示が合わせて行なわれる。

したがつて、記録手段(14)による記録データにもとづ
き、対象溶接部における欠陥の有無および溶込み線の急
変等の異常を測定現場で知ることができ、必要に応じ、
特定の測定点での再測定や該測定点付近において走査ピ
ツチを細かくした詳細測定をその場で行なうことができ
る。

つぎに、ブローホールを形成した所定の試験体について
探傷を行ない，記憶部(13b)に記憶されたデータをデー
タ処理手段(15)により処理して得られた各表示例を示す
第５図ないし第７図について説明する。

まず第５図(a)はＮ探触子(8)の測定データにもとづく溶
込み量のＣスコープ表示，第５図(b)，(c)はそれぞれ第
１，第２探触子(7a)，(7b)の測定データにもとづく欠陥
のＡスコープ表示およびＣスコープ表示の説明図であ
り、前記第１４図(a)〜(c)の場合と同様に、第５図(a)
に示す溶込み量のＣスコープ表示から，溶接部の各Ｘ位
置における溶込み量を測定することができると同時に、
溶込み線の急変の検出，さらに溶込み量の不足を検出す
ることができ、第５図(b)，(c)に示す欠陥のＡ，Ｃスコ
ープ表示から、欠陥の分布を検出できると同時に、欠陥
位置の測定および欠陥のＬ，Ｈ寸法の測定を行なうこと
ができる。なお、第５図(a)〜(c)中の斜線領域は非測定
領域を示している。

つぎに、第６図(a)〜(c)はそれぞれ第１探触子(7a)の測
定データにもとづく欠陥のＣスコープ表示，Ｙ軸方向の
およびＸ軸方向それぞれからの欠陥のＢスコープ表示の
説明図であり、同様に第７図(a)〜(c)はそれぞれ第２探
触子(7b)の測定データにもとづく欠陥のＣスコープ表
示，Ｙ軸方向およびＸ軸方向それぞれからの欠陥のＢス
コープ表示の説明図であり、第５図(b)，(c)中の
“１”，“２”，“３”および第６図(a)，(b)，第７図
(a)，(b)中の“１”，“２”，“３”はそれぞれ前記試
験体に形成されたブローホール“１”，“２”，“３”
の位置を示している。ただし、Ｚ距離はＸ軸，Ｙ軸に直
交するＺ軸方向の位置を表わす。

そして、第６図(a)は、第５図(a)と第５図(b)のＣスコ
ープ表示部分とを合成した表示に相当し、第７図(a)
は、第５図(a)と第５図(c)のＣスコープ表示部分とを合
成した表示に相当しており、第６図(a)，第７図(a)を見
る限りでは、第５図にもとづく事項と同じ事項の測定お
よび検出たとえば溶込み量の測定，溶込み線の急変の検
出，欠陥の分布，欠陥位置の測定および欠陥のＬ，Ｈ寸
法の測定等がなされるにとどまる。

ところが、第６図および第７図の各図(b)，(c)の表示
は、第５図とは全く異なる表示であり、各図(b)から欠
陥のＸ軸寸法ＬとＺ軸寸法Ｗとを測定することができ、
各図(c)から欠陥のＹ軸寸法ＨとＺ軸寸法Ｗとを測定す
ることができ、各図(b)，(c)から、各図(a)において認
識された欠陥“１”，“２”，“３”のＺ軸方向の存在
位置を検出することができ、これらの欠陥が溶接部のル
ート部に存在するものか，一般部に存在するものか，あ
るいは開先面に存在するものかを検出することにより、
これらの欠陥がブローホール，融合不良，一般部欠陥の
いずれであるかを容易に識別することができ，各図
(b)，(c)を見る限り、欠陥“１”，“２”，“３”は溶
接部のルート部に存在するブローホールであると判定で
き、前記試験体に形成したブローホールに合致する。

つぎに、前記した欠陥のＢ，Ｃスコープ表示にもとづい
て測定されたブローホール“１”，“２”，“３”の
Ｌ，Ｈ寸法と前記試験体のブローホール“１”，
“２”，“３”の実測値とを対比した結果を次表に示
す。ただし、試験体は母材(B)，(B)′としての肉厚30mm
の溶接構造用圧延鋼材SM58のかど継手にグループ溶接が
施工されて形成されており、のど厚は12mmであり、Ｘ軸
原点から各ブローホール“１”，“２”，“３”の中心
までのＸ距離(mm)も合わせて表記する。

このとき、前記した欠陥のＢ，Ｃスコープ表示にもとづ
いて測定された欠陥である各ブローホール“１”，
“２”，“３”のＬ，Ｈ寸法の測定値は実際値にほぼ等
しく、適正に評価されていることがわかり、実対象物の
測定の際、前記したように欠陥のＢ，Ｃスコープ表示と
同時に欠陥寸法の表示がプリンタ，CRT等により表示さ
れるため、欠陥寸法を容易に知ることが可能である。

なお前記従来の技術の項で説明したように、第８図(a)
に示すように、溶込み量のＣスコープ表示に、同図(b)
に示すような両母材(B)，(B)′の圧着部分Ｒによる底面
エコー高さの低下点ｒを併記することにより、溶込み量
のＣスコープ表示にもとづいて、溶込み量の測定，溶込
み線の急変の検出を行なうと同時に点ｒで囲まれた領域
が圧着部分Ｒであることが検出できる。

また、融合不良および底面きずをそれぞれ形成した他の
２種類の試験体について探傷を行ない、データ処理手段
(15)により処理してそれぞれ得られた欠陥のＢ，Ｃスコ
ープ表示の例を第９図，第１０図に示し、第９図は融合
不良の場合を示し、同図(a)はＣスコープ表示，同図
(b)，(c)はそれぞれＹ軸方向およびＸ軸方向からのＢス
コープ表示の説明図であり、第１０図は底面きずの場合
を示し、同図(a)はＣスコープ表示，同図(b)，(c)はそ
れぞれＹ軸方向およびＸ軸方向からのＢスコープ表示の
説明図である。

そして、第６図(c)あるいは第７図(c)と第９図，第１０
図の各図(c)とを比較すると、第６図(c)あるいは第７図
(c)の場合には欠陥が溶接部のルート部に存在している
のに対し、第９図(c)ではルート部より少しずれた一方
の試験母材(B)′の開先面Ｗに欠陥Ｌが存在し、第１０
図(c)では両試験母材(B)，(B)′の接合面の未溶着部分
に欠陥Ｆが存在し、これらの欠陥Ｌ，Ｆの存在位置か
ら、これらの欠陥Ｌ，Ｆがルート部に発生したブローホ
ールではなく開先面での融合不良および両母材(B)，
(B)′底面での底面きずであることが識別できる。

ただし、第９図の場合の試験体は、両母材(B)，(B)′の
かど継手にグルーブ溶接を施工したものを使用し、第１
０図の場合の試験体は、両母材(B)，(B)′のかど継手に
すみ肉溶接を施工したものを使用している。

つぎに、前記したように各探触子(7a)，(7b)，(8)によ
る各測定データをデータ処理手段(15)イにより処理して
欠陥の種類の判別を行なう場合の手順について第１１図
とともに説明する。

まず、Ｎ探触子(8)による測定データにもとづき、前記
したように記録手段(14)により溶込み線のリアルタイム
記録が行なわれるが、前記測定データに欠損がある場
合、第４図(c)に示すように、母材に偏析が存在すると
して溶込み線に警告線Ｌsが表示され、該警告線Ｌsによ
り偏析の存在，分布を知ることができ、再探傷が行なわ
れる。

つぎに、ステツプS1において、Ｎ探触子(8)による測定
データにもとづいて作成される溶込み量のＣスコープ表
示から溶込み線のデータが溶込み線だけのデータか否か
の判別がなされ、ＮＯであればステツプS2において溶接
部以外の未溶着部のデータか否かの判別がなされ、ＮＯ
であれば第１，第２探触子(7a)，(7b)による斜角探傷の
参考データとするとの判定がなされ、ステツプS2の判別
がYESであれば、前記した圧着を示すデータであると判
定され、前記ステツプS1の判別がYESであれば、ステツ
プS3に移行し、ステツプS3において設計のど厚を満足し
ているか否かの判別がなされ、ＮＯであれば、のど厚不
足と判定され、YESであれば、ステツプS4に移行する。

そして、ステツプS4において、溶込み線の急変がないか
否かの判別がなされ、溶込み線がステツプ状に4/15mm以
上変動する場合および山型に2/15mm上変動する場合に
は、ステツプS4をＮＯで通過して溶込み線の急変がある
と判定され、溶込みの変動量が前記した変動量より小さ
ければステツプS4をYESで通過して前記した溶込み量の
測定が行なわれる。

一方、第１，第２探触子(7a)，(7b)による測定データに
もとづいて作成される欠陥のＡ，Ｂ，Ｃスコープ表示お
よび欠陥のＢ，Ｃスコープ表示から、ステツプS5におい
て、認識される欠陥が溶接部のルート部にあるか否かの
判別がなされ、YESであれば、ステツプS6に移行して欠
陥のＨ寸法とＬ寸法との比Ｈ／Ｌが0.25より大きいか否
かの判別がなされ、ステツプS6をYESで通過すればステ
ツプS7に移行し、認識される各欠陥の中心がＸ軸方向に
15mm以上離れているか否かの判別がなされ、YESであれ
ば、これらの欠陥は単独ブローホールであると判定さ
れ、ステツプS7の判別がＮＯであれば、ステツプS8にお
いて各欠陥の中心がＸ軸方向に６mm以上離れているか否
かの判別がなされ、判別の結果がYES，NOであれば、そ
れぞれこれらの欠陥は連続ブローホール，密集ブローホ
ールであると判定される。

また、前記ステツプS6の判別をNOで通過すると、ステツ
プS9において、Ｘ軸方向すなわちＬ方向のエコー高さの
変化が少ないか否かの判別がなされ、NOであれば前記ス
テツプS8の判別が行なわれ、YESであれば、認識される
欠陥がスラグ巻込みであると判定され、前記ステツプS5
の判別がＮＯであれば、ステツプS10において、認識さ
れる欠陥が溶接部のルート部から外れた一般部にあるか
否かの判別がなされ、YESであればステツプS11におい
て、認識される欠陥が前記した欠陥のＢスコープ表示に
おける開先面上にあるか否かの判別がなされ、YESであ
ればこれらの欠陥は前記した融合不良であると判定さ
れ、ＮＯであれば、これらの欠陥は溶接部の一般部欠陥
であると判定される。

さらに、前記ステツプS10に判別をＮＯで通過すると、
ステツプS12において、認識される欠陥が溶接部以外の
未溶着部にあるか否かの判別がなされ、YESであればス
テツプS13において、認識される欠陥がＸ軸方向すなわ
ちＬ方向に長く分布しているか否かの判別がなされ、YE
Sであれば、これらの欠陥は両母材の接合面に溶融金属
が入り込んだたれ込みであると判定され、ＮＯであれ
ば、これらの欠陥は前記した底面きずであると判定さ
れ、前記ステツプP12の判別をＮＯで通過すると、ステ
ツプS14において、認識さる欠陥が母材部にあるか否か
の判別がなされ、YESであれば前記した母材中に存在す
る偏析であると判定される。

したがつて、処理手段(15)により前記した手順に従つて
各種欠陥の種類の判別が行なわれ、従来識別できなかつ
たブローホールとスラグ巻込み，融合不良，一般部欠陥
とを明確に識別することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の超音波探傷試験方法による
と、記録手段(14)により各測定点におけるアナログデー
タである測定データが測定と同時にチヤート紙上に記
録，表示され、当該記録データにもとづき、溶接部の欠
陥の有無および溶込み線の急変時をリアルタイムで検知
することができ、必要に応じて特定の測定点における再
測定あるいは詳細測定をその場で繰り返し行なうか否か
の判定を下すことが可能となり、測定の精度の向上を図
ることができるとともに、記憶部(13b)により記憶保持
された各測定点における測定データがデータ処理手段(1
5)により処理され、溶込み量のＣスコープ表示および欠
陥のＡスコープ表示およびＣスコープ表示と，欠陥のＢ
スコープ表示およびＣスコープ表示と，欠陥寸法の測定
および表示とが行なわれ、欠陥の位置の検出とともに，
欠陥のＢスコープ表示にもとづく欠陥の種類の検出が可
能となり、ブローホールと融合不良，一般部欠陥，たれ
込み，底面きずとの識別を明確に行なうことができ、長
大橋の補剛桁の弦材の探傷試験法として優れた特徴を有
し、この効果は極めて顕著である。

また、各探触子(7a)，(7b)，(8)を３点支持構造の保持
部により保持したため、安定した探触子・探傷面距離を
確保することができ、しかも走査台(10)をパルスモータ
により走査するため信頼性の高い精密なデータを採取す
ることができる。

さらに、測定データおよび探傷条件データを記憶部(13
b)により記憶保持するため、データ保存が容易であり、
いつでも再生再現することが可能であり、実橋構築後の
部材変形などの追跡調査等において非常に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１１図はこの発明の超音波探傷試験方法
の１実施例を示し、第１図は探傷装置のブロツク図、第
２図は各探触子の走査動作説明用の斜視図、第３図
(a)，(b)はそれぞれかど継手の一部の断面図および溶込
み線データ作成のためのＹ距離と底面エコー高さとの関
係図、第４図(a)〜(d)はそれぞれ記録手段による記録デ
ータの説明図、第５図ないし第７図はある試験体に対す
る探傷時のデータ処理手段による表示の説明図であり、
第５図(a)は垂直探触子による測定データにもとづく溶
込み量のＣスコープ表示，同図(b)，(c)は両斜角探触子
それぞれによる測定データにもとづく欠陥のＡスコープ
表示，Ｃスコープ表示の合成表示、第６図(a)〜(c)はそ
れぞれ第１斜角探触子による測定データにもとづく欠陥
のＣスコープ表示，Ｙ軸方向からの欠陥のＢスコープ表
示，Ｘ軸方向からのＢスコープ表示、第７図(a)〜(c)は
それぞれ第２斜角探触子による測定データにもとづく欠
陥のＣスコープ表示，Ｙ軸方向からの欠陥のＢスコープ
表示，Ｘ軸方向からのＢスコープ表示、第８図(a)，(b)
はそれぞれ圧着存在時の記録手段による溶込み線の記録
データの説明図および圧着領域を模擬的に示すかど継手
の一部の正面図、第９図および第10図はそれぞれ異なる
試験体の探傷時のデータ処理手段による表示の説明図で
あり、各図(a)は欠陥のＣスコープ表示，各図(b)はＹ軸
方向からの欠陥のＢスコープ表示，各図(c)はＸ軸方向
からの欠陥のＢスコープ表示、第11図は欠陥の種類の判
別手順を示すフローチヤート、第12図は通常の補剛桁の
弦材の正面図、第13図(a)，(b)はそれぞれ第12図の弦材
の異なる部分の断面図、第１４図(a)〜(c)は従来の超音
波探傷試験方法による測定データ処理後の表示の説明図
である。 (7a)，(7b)……斜角探触子、(8)……垂直探触子、(13)
……制御手段、(13b)……記憶部、(14)……記録手段、
(15)……データ処理手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 昭二 大阪府大阪市西区江戸堀１丁目６番14号 日立造船株式会社内 (72)発明者 小西 一郎 大阪府大阪市此花区桜島１丁目３番22号 日立造船非破壊検査株式会社内 (72)発明者 中林 政廣 大阪府大阪市此花区桜島１丁目３番22号 日立造船非破壊検査株式会社内 (72)発明者 船越 亘 大阪府大阪市此花区桜島１丁目３番22号 日立造船非破壊検査株式会社内 (72)発明者 原田 浩幸 大阪府大阪市此花区桜島１丁目３番22号 日立造船非破壊検査株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−40948（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−76662（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−10166（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】かど継手グループ溶接部，かど継手すみ肉
   溶接部および内面すみ肉溶接部等の溶接線方向，該溶接
   線方向に直交する方向それぞれの各測定点に、一体に配
   設された欠陥検出用の集束型斜角探触子および溶込み量
   検出用の集束型垂直探触子を走査して前記溶接部の超音
   波探傷試験を行ない、前記各探触子による前記各測定点
   における超音波エコーの測定データにもとづき、欠陥位
   置および欠陥寸法を検出する超音波探傷試験方法におい
   て、記録手段により前記各測定点における測定データを
   測定と同時に記録するとともに、記憶手段により、前記
   各測定点における測定データおよび探傷条件データを記
   憶保持し、データ処理手段により、前記記憶手段に記憶
   された前記各測定点における測定データを処理して溶込
   み量のＣスコープ表示および欠陥のＡスコープ表示およ
   びＣスコープ表示と，欠陥のＢスコープ表示およびＣス
   コープ表示と，欠陥寸法の測定および表示とを行なうこ
   とを特徴とする超音波探傷試験方法。